水體環(huán)境中砷和硒的檢測技術(shù)

摘要：文章利用原子熒光光譜法開展實(shí)驗，對水體樣本中的砷和硒含量進(jìn)行檢測，介紹了實(shí)驗樣品的準(zhǔn)備以及實(shí)驗方法，并依據(jù)實(shí)驗結(jié)果探討了硼氫化鈉濃度、酸度以及預(yù)還原劑對于測定結(jié)果的影響。

關(guān)鍵詞：原子光譜法；實(shí)驗；測定；酸度；硼氫化鈉

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）03-0109-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.063

Abstract： In this paper， atomic fluorescence spectrometry is used to carry out experiments to detect the contents of arsenic and selenium in water sample. The preparation and experimental methods of experimental samples are introduced. Based on the experimental results， the concentration of sodium borohydride， acidity and prereducing agent are discussed. Determination of the impact of the results.

Key words： Atomic spectroscopy； Experiment； Determination； Acidity； Sodium borohydride

1 實(shí)驗部分

目前國內(nèi)外學(xué)者正在積極進(jìn)行有關(guān)水體中砷、硒等元素測量的研究工作，進(jìn)行了多方面的嘗試，包括原子熒光光譜法、分光光度法等，相比較而言，原子熒光光譜法具有較強(qiáng)的抗干擾性能以及較高的靈敏度，在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛，是目前開展水體砷、硒測量的高效方法，且適用于多種元素的測量。如Hg、Bi、Te等，因此本次研究采用原子熒光光譜法開展水體中砷、硒元素的測量，并運(yùn)用自動進(jìn)樣技術(shù)降低測量偏差，獲得線性特性較好的校準(zhǔn)曲線，以滿足水體中砷、硒的測量需求[1]。

1.1 儀器與試劑

本實(shí)驗所需儀器及試劑見下表1所示：

表1 實(shí)驗用儀器及試劑

儀器及試劑名稱 備注

雙通道原子熒光光度計 裝配計算機(jī)測控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化采集、處理及控制；海光儀器·北京

空心陰極燈（砷、硒等） 有色金屬研究院·北京

硒、砷標(biāo)準(zhǔn)溶液 國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心獲得并進(jìn)一步配比得到標(biāo)準(zhǔn)工作液及混合液

8%鹽酸溶液、去離子水 現(xiàn)用現(xiàn)配

2%硼氫化鉀溶液（0.5%NaOH）、去離子水 現(xiàn)用現(xiàn)配

0.2%抗壞血酸和硫脲溶液、去離子水 現(xiàn)用現(xiàn)配

消化混合酸HNO：HCLO=4：1、去離子水 現(xiàn)用現(xiàn)配

PMT負(fù)高壓 300V

砷-空心陰極燈電流及輔助燈電流 60mA/20mA

硒-空心陰極燈電流及輔助燈電流 80mA/30mA

原子化高度及溫度 8m低溫爐

載氣流量及屏蔽氣流量 300ml/min/800ml/min

1.2 實(shí)驗方法

1.2.1 繪制砷、硒混合溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線

首先將溶液原液與去離子水按不同比例混合得到不同濃度（0、0.5、1、2、3、4、8、10g/L）的標(biāo)準(zhǔn)工作液，采用8%的鹽酸溶液作空白對比，并依據(jù)氫化物最佳反應(yīng)條件對熒光強(qiáng)度進(jìn)行測定，進(jìn)而得到砷、硒混合溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線。其中，砷、硒的線性回歸方程分別為：

砷：，相關(guān)系數(shù)R2=0.9999

硒：，相關(guān)系數(shù)R2=0.9996

1.2.2 對于工作液樣品進(jìn)行消化處理

取待檢測工作液樣品100mL進(jìn)行加熱處理，需注入錐形瓶中置于電加熱板上進(jìn)行加熱，當(dāng)水分蒸發(fā)至剩余少量液體時，停止加熱并將余液冷卻至室溫，然后加入消化混合酸HNO：HClO=4：1約10mL，混合均勻后，再次加熱處理，直至錐形瓶口有白煙產(chǎn)生，停止加熱，將錐形瓶取下后冷卻至室溫，并加入濃鹽酸約5ml，進(jìn)行再次加熱處理，至錐形瓶口再次產(chǎn)生白煙后停止加熱，冷卻后混入0.2%的預(yù)還原劑約5ml，并添加去離子水進(jìn)行定容至50ml。

1.2.3 砷、硒混合溶液工作曲線的繪制

將所配制的一系列濃度梯度（0 g/L、0.5 g/L、1 g/L、2 g/L、3 g/L、4 g/L、8 g/L、10g/L）的砷、硒標(biāo)準(zhǔn)溶液置于錐形瓶中，加入消化混合酸HNO：HClO=4：1約10mL，采用8%的鹽酸溶液作空白對比，并依據(jù)氫化物最佳反應(yīng)條件對熒光強(qiáng)度進(jìn)行測定，進(jìn)而得到砷、硒混合溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線[2]。其中，砷、硒的線性回歸方程分別為：

砷：，相關(guān)系數(shù)R2=0.9998

硒：，相關(guān)系數(shù)R2=0.9899

2 結(jié)果與討論

2.1 硼氫化鈉濃度對測定的影響

硼氫化鈉濃度對于測定結(jié)果的影響主要體現(xiàn)在砷、硒的還原階段，當(dāng)其濃度過低時難以徹底完成砷、硒的還原，而過高的濃度將不利于成本控制，且增加兩相態(tài)對結(jié)果產(chǎn)生干擾。在本次試驗研究過程中，硼氫化鈉濃度定于2%，且含有0.5%的N aO H溶液，以增強(qiáng)溶液的穩(wěn)定性，進(jìn)而獲得理想的熒光強(qiáng)度。

在元素測定中，由于硼氫化鈉與樣品溶液反應(yīng)生成氫化物，因此其濃度越高，反應(yīng)的靈敏度也更高，試驗中硼氫化鈉濃度梯度分別為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%，砷、硒混合液的濃度為0.2～8g/L。

2.2 酸度對測定的影響

樣品測定中采用的酸介質(zhì)類型及濃度也會對熒光強(qiáng)度產(chǎn)生影響，本試驗中分別以HNO/HPO以及HCl作為酸介質(zhì)，研究其對于熒光強(qiáng)度及測定靈敏度的影響，實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，HCl作為酸介質(zhì)時可獲得最佳的熒光信號。

2.3 預(yù)還原劑對測定的影響

預(yù)還原劑的濃度對于測定結(jié)果也會造成影響，通過實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn)，硒的熒光強(qiáng)度受預(yù)還原劑的濃度影響較大，而砷的熒光強(qiáng)度受預(yù)還原劑的濃度影響較小，可發(fā)現(xiàn)，預(yù)還原劑濃度的增加將導(dǎo)致硒熒光強(qiáng)度的下降，綜合評估實(shí)際用量及熒光強(qiáng)度要求，本試驗測試中所得到的最佳預(yù)還原劑濃度約為0.2%[3]。在氫化物無色散原子熒光分析法測定中，得到在樣品砷、硒測定中，氫化物產(chǎn)生最佳實(shí)驗條件為：酸介質(zhì)：8%鹽酸溶液；2%硼氫化鉀溶液（0.5%N aO H）；預(yù)還原劑：0.2%抗壞血酸和硫脲溶液[4]。實(shí)驗結(jié)果表明樣品中砷元素回收率可達(dá)到90%～115%，精密度約為1%～5.2%；而硒元素的回收率約為96%～106%，精密度約為4.9%～5.8%。

參考文獻(xiàn)

[1]HJ 694-2014.水質(zhì)汞、砷、硒、鉍和銻的測定原子熒光法[S].2005.

[2]國家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法.第四版[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[3]李娜，王旭，孫芳芳，何舞，李麗，楊慧，萬凱，王富華.硒形態(tài)分析研究進(jìn)展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，（03）：16-17.

[4]朱金霞，周文生，郭生虎. 植物中微量元素硒的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，（13）：12.

收稿日期：2018-01-08

作者簡介：趙愛華（1970-），女，本科，中級職稱，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。